东海天然气水合物饱和度估算

【摘要】：天然气水合物是在特定区域发育的一种新型烃类能源，其分布面积广、储量规模大、能量密度高，被誉为21世纪清洁型能源。天然气水合物主要分布在水深较深的浅层海底沉积物和高纬度的大陆地区永久冻土带中。海底天然气水合物主要产于新生代地层中。天然气水合物发育与分布范围用稳定带厚度来表示，其发育与地温梯度、海水深度、海底温度和压力等参数密切相关。 东海是西太平洋大陆边缘海之一。东海发育适合天然气水合物发育的良好的构造地质条件，是海洋油气资源勘探的重点区域，水合物前景非常广阔。冲绳海槽平均水深在1000m以上，沉积物源丰富，沉积厚度大，沉积速率高，沉积物中含有丰富的有机质，海槽中发育的底辟构造、背斜构造以及网格状断裂系统，海槽热流值大，地形地貌多样，这些地质条件均为天然气水合物发育提供有利条件。 在冲绳海槽地区的常规地震和高分辨率地震剖面上识别出清晰的BSR，振幅空白带、速度反转等异常信息。这些BSR主要分布在在海槽弧形斜坡上，地貌单元以槽底平原和陆坡为主，构造单元以陆架前缘坳陷为主，水深在1000~2000m的区域内。冲绳海槽内BSR由西北向南东方向厚度随水深增加呈现增加的趋势。 天然气水合物的弹性属性不同于其他海洋沉积物，与冰的弹性属性相似，因此多孔隙介质中地震波在传播过程中受天然气水合物的影响，传播速度发生改变。速度改变量与天然气水合物在沉积物中的饱和度相关。根据地震波在含天然气水合物的沉积物中的异常速度可以计算其在沉积物中的饱和度。 对冲绳海槽存在明显BSR特征的A1A2测线做了详细的处理，获得了精细的速度结构。通过DIX公式将叠加速度转化成层速度后，选取适合研究区地层的模型，认为水合物是胶结在固体颗粒接触面上的，在这种假定下计算沉积物的孔隙度，最后计算出沉积层中的天然气水合物的饱和度。 【关键词】：冲绳海槽 天然气水合物 BSR 饱和度
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（海洋研究所）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：P744.4
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-30
• 1.1 天然气水合物的基本特征12-13
• 1.1.1 天然气水合物的结构特征12-13
• 1.1.2 天然气水合物的物理学性质13
• 1.2 天然气水合物的分布特征13-14
• 1.3 天然气水合物的形成条件14-19
• 1.3.1 热力学条件14-16
• 1.3.2 天然气水合物气源16-17
• 1.3.3 渗透系统17-19
• 1.4 天然气水合物稳定带19-22
• 1.4.1 稳定带形成19
• 1.4.2 不同因素对天然气水合物稳定带厚度的影响19-22
• 1.5 水合物稳定带的顶底层22-24
• 1.5.1 水合物稳定带的变化23-24
• 1.6 天然气水合物饱和度预测24-27
• 1.6.1 电阻率法24
• 1.6.2 声阻抗法24-25
• 1.6.3 孔隙水氯离子浓度法25
• 1.6.4 异常速度分析法25-27
• 1.7 世界各国对水合物的研究27-30
• 第二章 区域背景30-44
• 2.1 东海地质概况30-34
• 2.1.1 东海速度结构31-32
• 2.1.2 东海构造演化32-33
• 2.1.3. 东海的断裂构造33-34
• 2.2 冲绳海槽地质概况34-44
• 2.2.1 冲绳海槽声波速度结构34-35
• 2.2.2 冲绳海槽构造特征35-37
• 2.2.3 冲绳海槽断裂构造37-38
• 2.2.4 构造演化38-39
• 2.2.5 沉积环境39-40
• 2.2.6 沉积演化40
• 2.2.7 沉积作用40-42
• 2.2.8 沉积物源42-44
• 第三章 冲绳海槽天然气水合物的特征44-52
• 3.1 BSR 基本特征44-46
• 3.1.1 BSR 的定义及其特征44
• 3.1.2 BSR 的影响因素44-45
• 3.1.3 冲绳海槽的 BSR45-46
• 3.1.4 BSR 的振幅与水合物沉积层厚度之间的关系46
• 3.2 冲绳海槽构造地貌46-47
• 3.3 冲绳海槽天然气水合物发育的条件47-52
• 3.3.1 地温梯度和热导率47-48
• 3.3.2 海底热流48
• 3.3.3 海底热液48-49
• 3.3.4 断裂系统与地下构造49-50
• 3.3.5 沉积地形50-52
• 第四章 资料来源及数据处理分析52-58
• 4.1 原始资料分析52-55
• 4.1.1 地震资料来源52-54
• 4.1.2 原始资料总体特征分析54-55
• 4.1.3 处理难点分析55
• 4.2 处理方法55-58
• 4.2.1 处理参数、方法试验方案56-58
• 第五章 数据处理实例58-72
• 5.1 叠前预处理58-59
• 5.1.1 道编辑58
• 5.1.2 线性动校正58-59
• 5.2 海面噪声的去除59-60
• 5.3 地表一致性处理60-61
• 5.4 振幅补偿处理技术61-63
• 5.4.1 球面扩散补偿61-62
• 5.4.2 道均衡62-63
• 5.5 叠前去噪63-64
• 5.5.1 f-x 域预测滤波方法64
• 5.6 多次波的去除64-67
• 5.6.1 Radon 变换处理技术65
• 5.6.2 预测反褶积处理技术65-67
• 5.7 叠前随机噪音衰减67-68
• 5.8 速度分析技术68-69
• 5.9 偏移方法选择及偏移速度场建立69-72
• 5.9.1 偏移速度场的建立70
• 5.9.2 偏移方法的选择70-72
• 第六章 天然气水合物饱和度预测72-84
• 6.1 计算沉积物的孔隙度与饱和度72-75
• 6.1.1 水合物赋存的岩石物理模型72-73
• 6.1.2 参数计算73-75
• 6.2 计算过程75-76
• 6.2.1 计算层速度75
• 6.2.2 计算孔隙度75-76
• 6.3 天然气水合物饱和度76-79
• 6.3.1 层速度76-77
• 6.3.2 孔隙度77-78
• 6.3.3 饱和度78-79
• 6.4 东海天然气水合物资源量评价79-84
• 6.4.1 计算公式及参数确定79
• 6.4.2 天然气水合物稳定带的厚度79-80
• 6.4.3 天然气水合物稳定带的面积80-81
• 6.4.4 稳定带中沉积中的孔隙度和孔隙中水合物的饱和度81
• 6.4.5 东海天然气水合物资源量81-84
• 第七章 结论与下一步工作84-86
• 7.1 结论84-85
• 7.2 下一步工作85-86
• 参考文献86-95

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